新功能上线！NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜将可以探测系外行星大气氧水平

一种探测系外行星大气氧气的新方法可能有助于科学家们寻找外星生命。

最近，加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的研究人员开发了一项新技术，这项新技术将会利用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST, James Webb Space Telescope)研究系外行星的大气层，并寻找氧分子碰撞的迹象。

这项新研究的主要作者、马里兰州NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家Thomas Fauchez在一份声明中表示：“在我们的研究之前，人们认为詹姆斯·韦伯太空望远镜并没有能力去探测与地球氧气水平类似的氧气水平。早在20世纪80年代早期，人们就从地球的大气研究中发现了这种氧气水平信号，但还没有人对系外行星的氧气水平进行过研究。”

氧气是由利用光合作用将阳光转化为能量的生物体产生的，它对地球上的生命来说至关重要。研究人员说，在系外行星的大气中发现氧气可能可以证明那些遥远的星球上也存在生命，不过，氧气其实也可以在没有生命的星球的大气中积累。

根据声明，通过寻找碰撞氧分子产生的强烈信号，科学家们希望JWST能够帮助他们确定氧气是否由非生命体产生，进而让他们区分有生命体存在和没有生命体存在的系外行星。

该研究的合作者、加州大学河滨分校的天体生物学家Edward Schwieterman在声明中说:“因为氧和生命之间有着千丝万缕的联系，所以它是最令人兴奋的探测分子之一，但我们并不知道生命是不是大气中出现氧的唯一原因。这项技术将会使我们能够在有生命和无生命的行星上寻找氧。”

利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，研究人员将会在系外行星的大气中寻找光的模式。当氧分子碰撞时，碰撞会产生强烈的信号，使望远镜无法观测到部分红外线光谱。

在某些情况下，氧分子可能会出现在无生命系外行星的大气中。例如，如果一颗行星离它的主恒星很近，或者暴露在大量星光下的话，那么它的大气层就会变暖，研究人员说，如果这个行星表面存在海洋的话，当大气热量蒸发海洋时，行星的大气可能就会充满水蒸气。随后，来自恒星的强紫外线辐射会分解大气中的水分子，产生原子氢和原子氧，氢原子非常轻，它可以轻易地逃逸到太空，但氧分子就只能留在行星大气里。随着时间的推移，这一过程就可能会导致系外行星有一个高含氧量的大气层。

因此，Schwieterman在声明中说:“了解无生命行星是否会产生大气氧、以及多少无生命行星会产生大气氧有着重要意义，这样我们才能更好地判断一颗行星是否存在生命。”

他们的发现发表在1月6日的《自然天文学》杂志上。